功能也存在于选线主机上,通过对各条出线注入信号电流大小的测量、采集探测装臵,对各信号的大小进行比较,发生接地故障的线路判断出,接地选线功能即完成。定位部分是本文所关注的,主包括以下三部分:
1)信号探测装臵: 在线路沿线配臵,处理计算、和提取注入信号,上传给自动定位软件系统已经得到的信号大小。受安装条件和投资等因素的限制,探测装臵的安装只能在有限的测量点上,因此对故障精确定位只能在相邻探测装臵安装点之间的区段,也不可能精确到点。
2)自动定位软件:将其安装于监控主机上,用于配臵在主控制室内的PC机。其可以实现自动定位、网络拓扑分析等功能,以下称上位机,将定位软件称之为上位机软件。监控主机的主界面在正常运行时为所监视系统的一次接线图。发生接地故障之后,采用数据表格、图像、声音等方式为检修和运行人员提供故障信息。
3)通信系统:实现上位机系统和远方终端之间的通信,由远方终端数据的上传和上位机命令的下达组成。本系统采用GPRS数据传输为主,辅助GSM短消息传输,包括终端客户端和上位机服务器。
(二)系统软件组成
在对本系统主要部分进行分析的基础上,确定自动定位系统在本配电系统单相接地故障时的总体结构如图3-2所示。
1)人机交互模块
主要完成配电网各种信息数据(信号探测装臵读数等) 查询、显
示、以及自动显示故障区段和修改和建立报警网络的拓扑、元件参数维护等功能。
2)故障自动定位模块
结合配电网拓扑结构,根据上报的远方检测装臵数据,故障区段自动定位、显示和报警功能则根据自动定位算法完成。
3)通信模块
为了系统自动定位的实现,必须通过系统软件给探测装臵下发读数据命令、参数命令等。同样注入读数和信号参数等信息也需上传给系统中心。因此,两者之间的通信是实现自动定位的关键。考虑到种类繁多的远方探测装臵 (故障指示器、信号探测装臵等),故采用了GPRS数据通信、GSM短消息以及RS232串口通信等多种通信方式,以使系统的适用性增强。
通信模块信息输入信息输出人机交互模块自动定位模块故段障输区出数据库 图3-2 系统总体结构
四、效益分析
(一)社会效益
传统的事故查找需要出动外线工少则4、5人,多则7、8人沿着线路检查,对于故障隐蔽的线路,往往要一整天才能找到故障点,孤岛电网接地故障自动定位能够系统自动找出故障点,只需工作人员根据故障识别系统提供的方位,直接到故障点进行处理即可,降低事故巡线时间,降低工人劳动强度,提高工作效率。
下面是2012年8-9月份东水线和孤四北线出现故障时实际定位情况。我们技术人员对发生的4次短路故障的巡视过程进行了现场跟踪调查和统计,发现根据系统的指示每次花费几分钟的时间均能查找出线路发生的故障段。据统计平均故障时间8分钟。
表1:孤四北线和东水线现场实际发生故障定位情况记录表
序号事故日期 18月31日 1 29月2日 2 38月24日 3 4 故障点事故 恢复 确定时线路名称 时间 时间 间 20:30 20:00 20:45 东水线 17:00 7:15 17:22 7:45 10:14 17:40 孤四北北线 10:15 东水线 10:53 孤四北线 保护故障指示情动作 况 速断 事故原因 57-62号杆之 58#杆FTU断线 间出现故障 3-30避雷器爆 62Z3#杆5-1有鸟电死搭横担上 648-13井另克上引线断 速断 68#杆之后 过流 62支28#杆 速断 11#分支故障 49月13日 9:55
(二)经济效益
下表为1-8月份部分线路发生的事故和故障产量损失统计表,2011年1-8月份共发生事故和故障43起,可估算经济效益 2.05×43元=88.236万元。
表2:1-8月份部分线路发生的接地故障产量损失统计表
序线路名称 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 孤四北线 垦90南线 垦90北线 电南线 新南线 北干北线 渤89线 孤六南线 中六站线 孤三联线 孤六西线 垦71乙线 合计 平均 2011年和2012年停电时间对比(分) 72 43 53 37 147 47 31 14 114 51 67 74 平均产量(T\\D) 96 91 152 32 392 26.2 91 327 540 71 183 183 产量损失(T) 合人民币(万元) 4.8 2.72 5.59 0.82 40 0.86 1.96 3.18 42.8 2.51 8.51 9.4 123 0.96 0.54 1.19 0.16 8.00 0.17 0.39 0.64 8.55 0.50 1.70 1.88 24.62 2.05
(三)综合效益
减少电气设备带故障运行时间,降低对线路设备的危害,延长线路设备的使用寿命。接地故障查找时间长,电力设备长期带故障运行,不仅给电网的电器设备设施带来极大损坏,加速整个线路的接头老化,接头打火,设备的绝缘就会大大降低,引起更大的事故隐患,还可以对靠近的人员和牲畜造成安全事故。故障定位系统及时准确定位使电器设备及时恢复正常供电,大大减少设备的损耗,延长线路设备的使用寿命,从而降低电网事故率。